DE19921108B4

DE19921108B4 - Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE19921108B4
Application number: DE19921108.6A
Authority: DE
Inventors: William C. Forbes; Tracy S. Sparks; Jack L. Blumenthal
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: DE19921108A1; GB2340214B; GB2340214A; US6062599A; GB9910836D0

Abstract

Vorrichtung (10, 10a, 10c) zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wobei die Vorrichtung (10, 10a, 10c) folgendes aufweist: einen Behälter (12, 12a, 12d) mit einer Kammer (14, 14a, 14d), in der ein Aufblasströmungsmittel (16, 16a) unter Druck gespeichert ist; eine Auslassöffnung (70, 70a) in dem Behälter (12, 12a, 12d) zur Leitung des Aufblasströmungsmittels (16, 16a) aus der Kammer (14, 14a, 14d) zur aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung; einen Zünder (110, 110a) zur Erzeugung von Verbrennungsprodukten (130, 130a); eine Halterung (50) zum Tragen des Zünders (110, 110a) benachbart zur Kammer (14, 14a, 14d); eine von der Auslassöffnung (70, 70a) beabstandete Einlassöffnung (58, 58a) im Behälter (12, 12a, 12d), wobei die Einlassöffnung (58, 58a) zur Leitung der Verbrennungsprodukte (130, 130a) vom Zünder (110, 110a) in die Kammer (14, 14a, 14d) vorgesehen ist; eine einzelne, einteilige Berstscheibe (80, 80a, 80c, 80d) mit einem ersten Teil (82, 82a, 82c), der die Einlassöffnung (58, 58a) blockiert und einem zweiten Teil (90, 90a, 90c), der die Auslassöffnung (70, 70a) blockiert; wobei der erste Teil (82, 82a, 82c) beim Zünden des Zünders (110, 110a) durch den Druck der Verbrennungsprodukte (130, 130a) reißt; wobei anschließend die Verbrennungsprodukte (130, 130a) in die Kammer (14, 14a, 14d) strömen, um so den Druck in der Kammer (14, 14a, 14d) zu erhöhen; und wobei der zweite Teil (90, 90a, 90c) nach dem Reißen des ersten Teils (82, 82a, 82c), ansprechend auf die Druckerhöhung in der Kammer (14, 14a, 14d) reißt, um einen Fluss des Aufblasströmungsmittels (16, 16a) unter Druck aus der Kammer (14, 14a) durch die Auslassöffnung (70, 70a) in die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung zu ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung.
Eine solche Aufblasvorrichtung ist beispielweise aus der DE 23 05 908 A bekannt. Hier wird im Auslösefall ein beweglicher Kolben genutzt, um einen Wandteil eines Druckgasspeichers zu zerbrechen und so das Druckgas in einen Airbag einströmen zu lassen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Aufblasvorrichtung ohne beweglich geführte Teile zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Hierbei zeigen:
1 ist eine schematische Ansicht einer Airbagaufblasvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar in einem nicht betätigten Zustand gezeigt;
2 ist eine Draufsicht einer Berstscheibe, die ein Teil der Aufblasvorrichtung der 1 bildet;
3 ist eine Ansicht ähnlich zu 1, die Teile der Aufblasvorrichtung in einem betätigten Zustand zeigt;
4 ist eine Ansicht ähnlich zu 3 eine Aufblasvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und zwar in einem teilweise betätigten Zustand gezeigt;
5 ist eine Ansicht der Aufblasvorrichtung der 4, und zwar in einem völlig betätigten Zustand gezeigt
6 ist eine Draufsicht einer Berstscheibe, die einen Teil der Aufblasvorrichtung der 4 bildet;
7 stellt eine Aufblasvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, und zwar in einem nicht betätigtem Zustand gezeigt;
8 ist eine Draufsicht einer Berstscheibe, die einen Teil einer Aufblasvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet; und
9 stellt einen Teil einer Aufblasvorrichtung dar, die gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblasvorrichtung, und insbesondere bezieht sie sich auf eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise ein Airbag. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt 1 eine Aufblasvorrichtung 10 dar, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Die Aufblasvorrichtung 10 weist einen Behälter 12 auf, der eine Speicherkammer 14 definiert, die Strömungsmittel 16 unter Druck enthält. Der Behälter 12 ist bevorzugterweise aus Stahl gefertigt.
Das Strömungsmittel 16, das unter Druck in der Speicherkammer 14 enthalten ist, weist bevorzugterweise ein Aufblasströmungsmittel für eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung (nicht gezeigt) auf, wie beispielsweise einen Airbag. Das Aufblasströmungsmittel weist bevorzugterweise eine brennbare Mischung aus Gasen auf, die ein Primärgas und ein Brennstoffgas enthält. Das Primärgas weist den Großteil des Aufblasströmungsmittels auf, das den Airbag aufbläst. Das Brennstoffgas, wenn es gezündet wird, erhitzt das Primärgas. Die brennbare Mischung aus Gasen kann eine Komposition, wie im U.S. Patent Nr, 5,348,344 beschrieben, besitzen. Der Speicherdruck ist bevorzugterweise im Bereich von ungefähr 1,500 psig bis ungefähr 6,000 psig.
Der Behälter 12 weist ein zylindrisches Seitenwandglied 20 auf, das bezüglich einer Achse 22 der Aufblasvorrichtung 10 zentriert ist. Der Behälter 12 weist ferner eine sich radial erstreckende erste Endkappe 24 auf. Die erste Endkappe 24 ist mit dem Seitenwandglied 20 an einem ersten Ende (in 1 das rechte Ende) der Aufblasvorrichtung 10 reibungsverschweißt.
Der Behälter 12 weist eine zweite Endkappe oder einen Verteiler 30 auf. Der Verteiler bzw. Verteilungsanschluss 30 ist reibungsverschweißt mit dem Seitenwandglied 20 des Behälters 12 an einem zweiten Ende (das linke Ende, wie in 1 gesehen) der Aufblasvorrichtung 10. Der Verteiler 30 ist aus einem Stück Metall ausgebildet, bevorzugterweise aus dem selben Material wie die anderen Teile des Behälters 12.
Der Verteiler 30 besitzt eine im Allgemeinen scheibenförmige Konfiguration einschließlich planarer bzw. ebener, sich radial erstreckender, inneren und äußerer Endoberflächen 32 und 34 und einer zylindrischen Außenseitenoberfläche 36. Eine flache, kreisförmige Ausnehmung 38 ist in der Innenendoberfläche 32 des Verteilers 30 ausgebildet. Die Ausnehmung 38 ist durch eine planare, sich radial erstreckende Oberfläche 40 und eine ringförmige, sich axial erstreckende Oberfläche 42 definiert.
Der Verteiler 30 weist einen rohrförmigen Zünderträger 50 auf, der sich axial nach außen von der Außenendoberfläche 34 des Verteilers 30 aus erstreckt.
Der Zünderträger 50 definiert eine im Allgemeinen zylindrische Zünderkammer 52 im Verteiler 30.
Die Zünderkammer 52 ist mit einem zylindrischen Einlassdurchlass 54 im Verteiler 30 verbunden. Der Einlassdurchlass 54 ist durch eine zylindrische Oberfläche 56 definiert, die auf der Achse 22 zentriert ist. Der Einlassdurchlass 54 erschließt in einer kreisförmigen Einlassöffnung 58 in der ausgenommenen Oberfläche 40 des Verteilers 30 ab. Die Einlassöffnung 58 ist auf der Achse 22 zentriert.
Der Verteiler 30 besitzt einen ringförmigen Auslassdurchlass 60, der radial nach außen vom Einlassdurchlass angeordnet ist. Der Auslassdurchlass 60 ist durch eine zylindrische Außenseitenoberfläche 62, eine zylindrische Innenseitenoberfläche 64 und eine teilweise sphärische Endoberfläche 66 definiert. Der Auslassdurchlass 60 ist auf der Achse 22 zentriert und radial vom Einlassdurchlass 54 durch einen ringförmigen, nicht reißbaren Wandteil 68 des Verteilers 30 getrennt. Der Wandteil 68 des Verteilers 30 blockiert einen Strömungsmittelfluss zwischen dem Einlassdurchlass 54 und dem Auslassdurchlass 60. Der Wandteil 68 besitzt eine ringförmige Endoberfläche 72, die ins Innere der Kammer 14 weist.
Der Auslassdurchlass 60 schließt in einer ringförmigen Auslassöffnung 70 in der ausgenommenen Oberfläche 40 des Verteilers 30 ab. Die Auslassöffnung 70 ist radial außerhalb der Einlassöffnung 58 angeordnet. Die Auslassöffnung 70 ist radial von der Einlassöffnung 58 durch einen ringförmigen Oberflächenteil 72 am Wandteil 68 des Verteilers 30 getrennt.
Eine Vielzahl von zylindrischen Gasaustrittsanschlüssen 76 erstreckt sich radial außerhalb vom Auslassdurchlass 60. Die Austrittsanschlüsse 76 erstrecken sich zum Äußeren des Verteilers 30, um Aufblasströmungsmittel vom Auslassdurchlass 60 in den Airbag zu leiten.
Die Aufblasvorrichtung 10 weist eine Berstscheibe 80 für das Schließen der Einlassöffnung 58 und der Auslassöffnung 70 auf. Die Berstscheibe 80 ist aus einem Stück eines einzelnen, kontinuierlichen Körpers oder Stückes aus einem homogenen Material, bevorzugterweise Stahl, gefertigt.
Die Berstscheibe 80 (2) besitzt einen ersten reißende Teil 82, der über der Einlassöffnung 58 liegt. Der erste reißbare Teil 82 besitzt eine kreisförmige Konfiguration, bzw. einen Aufbau, der auf der Achse 22 zentriert ist. Der erste reißbare Teil 82 der Berstscheibe 80 ist durch eine Vielzahl von linearen, sich radial erstreckenden ersten Kerblinien 84 definiert. Die ersten Kerblinien 84 sind in einer kreuzförmigen Konfiguration ausgebildet, die auf der Achse 22 zentriert ist. Ein ringförmiger, nicht reißende Teil 86 der Berstscheibe 80 ist radial außerhalb vom ersten reißbaren Teil 82 der Berstscheibe angeordnet.
Die Berstscheibe 80 besitzt einen zweiten reißbaren Teil 90, der über der Auslassöffnung 70 liegt. Der zweite reißbare Teil 90 der Berstscheibe 80 ist radial außerhalb vom nicht reißenden Teil 86 angeordnet und somit radial außerhalb vom ersten reißbaren Teil 82. Der zweite reißbare Teil 90 der Berstscheibe 80 besitzt einen ringförmigen Aufbau, der auf der Achse 22 zentriert ist und durch eine Vielzahl von zweiten Kerblinien definiert ist. Die Vielzahl von zweiten Kerblinien weist eine kreisförmige Kerblinie 92 auf, welche die radial innere Grenze bzw. Begrenzung des zweiten reißbaren Teils 90 der Berstscheibe 80 definiert. Die Vielzahl von zweiten Kerblinien weist ferner eine Vielzahl von linearen Kerblinien 94 auf, die sich radial außerhalb von der kreisförmigen Kerblinie 92 erstrecken.
Eine erste, sich in Umfangsrichtung erstreckende Schweißung 100 befestigt und dichtet den ringförmigen, nicht reißenden Teil 86 der Berstscheibe 80 am ringförmigen Wandteil 68 des Verteilers 30. Die Schweißung 100 ist radial außerhalb vom ersten reißbaren Teil 82 der Berstscheibe 80 angeordnet und somit radial außerhalb vom Einlassdurchlass 54.
Ein weiterer ringförmiger, nicht reißbarer Außenteil 96 der Berstscheibe 80 ist radial außerhalb vom zweiten reißbaren Teil 90 der Berstscheibe angeordnet. Eine zweite, sich in Umfangsrichtung erstreckende Schweißung 102 befestigt und dichtet den nicht reißenden Außenteil 96 der Berstscheibe 80 am Verteiler 30. Die Schweißung 102 ist radial außerhalb vom zweiten reißbaren Teil 90 der Berstscheibe 80 angeordnet und somit radial außerhalb vom Auslassdurchlass 60. Wenn die Berstscheibe 80 am Verteiler 30 geschweißt ist und die Speicherkammer 14 unter Druck steht, zwingt der Druck des Strömungsmittels 16 in der Speicherkammer die Berstscheibe fest gegen die ausgenommene Oberfläche 40 des Verteilers.
Die Aufblasvorrichtung 10 weist ferner einen Zünder 110 auf, der zum Zünden der brennbaren Mischung aus Gasen 16 in der Speicherkammer 14 wirkt. Der Zünder 110 besitzt einen ersten Teil 112, der innerhalb der Zünderkammer 52 angeordnet ist, und einen zweiten Teil 114, der im Einlassdurchlass 54 angeordnet ist. Der Zünder 110 wird im Zünderträger 50 durch ein Halteglied 116 und durch Krimpen des Zünderträgers gehalten.
Der Zünder 110 ist ein herkömmlicher Automobilzünder mit einem Anschlusspaar 122. Eine kleine Ladung aus pyrotechnischem Material ist im Zünder 110 enthalten. Das pyrotechnische Material ist auf eine bekannte Art und Weise bei Durchgang eines elektrischen Stroms durch den Zünder 110 zwischen den Anschlüssen 122 zündbar.
Die Anschlüsse 122 des Zünders 110 sind mit der elektrischen Fahrzeugschaltung (nicht gezeigt) verbunden, die eine Leistungsquelle aufweist, die bevorzugterweise eine Fahrzeugbatterie und/oder ein Kondensator ist, und ferner einen normalerweise geöffneten Schalter. Der Schalter ist Teil eines Sensors, der einen Fahrzeugzustand abfühlt, der das Auftreten eines Zusammenstoßes anzeigt. Der Zusammenstoß anzeigende Zustand kann beispielsweise eine plötzliche Fahrzeugverzögerung aufweisen, die durch einen Zusammenstoß verursacht wird. Wenn der Zusammenstoß anzeigende Zustand bei oder über einem vorbestimmten Schwellenpegel ist, zeigt er das Auftreten eines Zusammenstoßes mit zumindest einem vorbestimmten Schwellenpegel der Stärke auf. Der Schwellenpegel der Zusammenstoßstärke ist ein Pegel, bei welchem das Aufblasen des Airbags oder anderer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtungen erwünscht ist, um beim Schutz eines Insassen des Fahrzeugs zu helfen.
Wenn der Sensor einen Zusammenstoß anzeigenden Zustand bei oder über dem vorbestimmten Schwellenpegel abfühlt, wird der Schalter geschlossen und der Zünder 110 wird elektrisch betätigt. Der Zünder 110 erzeugt heiße Verbrennungsprodukte, wie schematisch durch die Pfeile 130 in 3 angezeigt.
Die Verbrennungsprodukte 130 des Zünders 110 füllen den Einlassdurchlass 54 und kontaktieren den ersten reißbaren Teil 82 der Berstscheibe 80. Der Druck der Verbrennungsprodukte 130 des Zünders 110 im Einlassdurchlass 54 reißt den ersten reißbaren Teil 82 der Berstscheibe 80. Der erste reißbare Teil 82 der Berstscheibe 80 wird an den ersten Kerblinien 84 aufgerissen, die Blätter ausbilden, die sich in die Kammer 14 biegen, wie in 3 dargestellt.
Die Verbrennungsprodukte 130 des Zünders 110 fließen in die Speicherkammer 14 und zünden das Brennstoffgas in der Gasmischung 16 in der Speicherkammer. Die erzeugte Hitze durch die Verbrennung des Brennstoffgases erhöht den Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 14. Wenn der erhöhte Strömungsmitteldruck einen vorbestimmten erhöhten Pegel erreicht, reißt der Druck den zweiten reißbaren Teil 90 der Berstscheibe 80. Der zweite reißbare Teil 90 der Berstscheibe 80 reißt an den zweiten Kerblinien 92 und 94 auf, die Blätter formen, die sich in den Auslassdurchlass 60 biegen wie in 3 dargestellt.
Die Mischung aus Gasen bzw. Gasmischung 16 wird somit für einen Fluss nach außen von der Speicherkammer 14 in den Verteiler 30 freigegeben, wie durch die Pfeile 132 in 3 angezeigt. Das Aufblasströmungsmittel fließt aus der Aufblasvorrichtung 10 über die Austrittsanschlüsse 76. Das Brennstoffgas in der Gasmischung 16 wird im Wesentlichen durch die Verbrennung aufgebraucht. Der gesamte Strömungsmittelfluss aus der Aufblasvorrichtung geht durch den Auslassdurchlass 60; der Zünder 110 blockiert einen Strömungsmittelfluss aus der Aufblasvorrichtung durch den Einlassdurchlass 54.
Die 4–6 stellen einen Teil einer Aufblasvorrichtung 10a dar, welche gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Aufblasvorrichtung 10a ist im Allgemeinen ähnlich in ihrem Aufbau zur Aufblasvorrichtung 10. Ähnliche oder identische Teile der Aufblasvorrichtungen 10 und 10a sind mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, und zwar mit einem Suffix „a” aus Gründen der Klarheit an die Bezugszeichen für die Teile der Aufblasvorrichtung 10a hinzugefügt.
Die Aufblasvorrichtung 10a weist eine Berstscheibe 80a (6) auf, welche ein einzelnes Paar von linearen, sich radial erstreckenden Kerblinien 84a aufweist. Die Kerblinien 84a sind in einer kreuzförmigen Konfiguration ausgebildet, die auf der Achse 22a zentriert ist.
Ein reißbarer erster Teil 82a der Berstscheibe 80a liegt über der Einlassöffnung 58a. Der erste Teil 82a besitzt eine kreisförmige Konfiguration, die auf der Achse 22a zentriert ist. Der radial äußere Umfang des ersten Teils 82a der Berstscheibe 80a wird durch eine radial innere Oberfläche 56a auf dem Trägerteil 68a des Verteilers 30a definiert. Der erste Teil 82a der Berstscheibe 80a umgibt bzw. beinhaltet radial innere Teile 85a der radialen Kerblinien 84a.
Die Berstscheibe 80a besitzt einen reißbaren zweiten Teil 90a, der über der Auslassöffnung 70a liegt. Der zweite Teil 90a der Berstscheibe 80a ist radial außerhalb vom ersten Teil 82a angeordnet und besitzt eine ringförmige Konfiguration, die auf der Achse 22a zentriert ist. Die radial inneren und äußeren Umfänge des zweiten Teils der Berstscheibe sind durch radial äußere und innere Oberflächen 62a und 64a des Auslassdurchlasses 60a im Verteiler 30a definiert. Der zweite Teil 90a der Berstscheibe 80a umschließt bzw. umfaßt radial äußere Teile 95a der radialen Kerblinien 84a. Die Kerblinien 84a sind kontinuierlich bzw. fortlaufend von der Achse 22a zum äußeren Umfang des zweiten Teils 90a der Berstscheibe 80a.
Ein ringförmiger, nicht reißender Außenteil 96a der Berstscheibe 80a ist radial außerhalb vom zweiten Teil 90a der Berstscheibe angeordnet. Eine einzige, in Umfangsrichtung verlaufende Schweißung 102a (4) befestigt und dichtet den nicht reißenden Außenteil 96a der Berstscheibe 80a am Verteiler 30a. Die Schweißung 102a ist radial außerhalb von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Teil 92a und 90a der Berstscheibe 80a angeordnet.
Die Kammer 14a enthält bevorzugterweise ein Aufblasströmungsmittel 16a, das nur ein einziges Gas aufweist, wie beispielsweise Argon oder Helium, welches nicht zündbar ist. Es gibt kein zündbares Material oder Brennstoffgas in der Kammer 14a. Somit handelt es sich bei der Aufblasvorrichtung 10a um eine Aufblasvorrichtung des „Kaltgas”-Typs, bei welcher das Aufblasströmungsmittel nicht wesentlich erhitzt wird, um den Druck zu erhöhen. Alternativ könnte die Aufblasvorrichtung 10a ein brennbares Material oder Brennstoffgas in der Kammer 14a aufweisen, wie bei der Aufblasvorrichtung 10 (1–3).
Wenn der Zünder 110a (4) elektrisch angeregt wird, erzeugt er heiße Verbrennungsprodukte, wie schematisch durch die Pfeile 130a in 4 angezeigt. Die Verbrennungsprodukte 130a des Zünders 110a füllen den Einlassdurchlass 54a und kontaktieren den ersten Teil 82a der Berstscheibe 80a. Der Druck der Verbrennungsprodukte 130a des Zünders 110a im Einlassdurchlass 54a reißt den ersten Teil 82a der Berstscheibe 80a. Der erste Teil 82a der Berstscheibe 80a reißt entlang der radialen Innenteile 85a der Kerblinien 84a unter Ausbildung von Blättern, die sich in die Speicherkammer 14a biegen, wie in 4 gezeigt.
Da die radialen Kerblinien 84a kontinuierlich sind und die Berstscheibe 80a nicht an den ringförmigen Trägerteil 68a des Verteilers 30a geschweißt ist, ist der Reißvorgang der Berstscheibe fortlaufend radial nach außen, an dem Trägerteil 68a vorbei, und zwar unter der Kraft der Verbrennungsprodukte 130a des Zünders 110a. Der zweite Teil 90a der Berstscheibe 80a reißt, ansprechend auf das Reißens des ersten Teils 82a, entlang der radialen Außenteile 85a der radialen Kerblinien 84a. Die Berstscheibe 80a öffnet sich zu einem Zustand, wie er in 5 gezeigt ist, in welchen die ersten und zweiten Teile 82a und 90a der Berstscheibe 80a zusammen Blätter bzw. Blütenblatt ähnliche Blätter ausbilden, die sich radial nach innen vom nicht reißenden Außenteil 96a der Berstscheibe aus erstrecken und welche weg von der Speicherkammer 14a gebogen werden, d. h. in den Auslassdurchlass 60a hinein.
Das Aufblasströmungsmittel 16a in der Speicherkammer 14a wird somit für eine Strömung nach außen von der Speicherkammer in den Verteiler 30a freigegeben, wie durch die Pfeile 132a in 5 angezeigt. Das Aufblasströmungsmittel 16a fließt aus der Aufblasvorrichtung 10a über die Austrittsanschlüsse 76a hinaus. Weil die Berstscheibe 80a vollständig unter dem Einfluss der Verbrennungsprodukte 130a des Zünders 110a geöffnet ist bzw. sich öffnet, fließt Aufblasströmungsmittel von der Aufblasvorrichtung 10a in den Airbag nahezu sofort. Dies steht im Gegensatz zur Betätigung der Aufblasvorrichtung 10 (1–3), bei welcher Aufblasströmungsmittel nicht in den Airbag strömt, bis sowohl (a) das zündbare Material im gespeicherten Gas 16 gezündet wird, als auch (b) die Kammer 14 ausreichend unter Druck gesetzt ist, um den zweiten reißbaren Teil 90 der Berstscheibe 80 zu zerbrechen bzw. zu reißen.
Des Weiteren ist kein Anstieg des Drucks in der Kammer 14a erforderlich, um einen Strömungsmittelfluss in den Airbag zu starten; das anfängliche Öffnen des Mittelteils 82a der Berstscheibe 80a resultiert in sich selbst im Öffnen des äußeren Teils 90a der Berstscheibe. Dies steht im Gegensatz zur Aufblasvorrichtungskonstruktion, wie sie in den 1–3 gezeigt ist, in welcher ein wesentlicher Anstieg des Drucks in der Kammer benötigt wird, um den äußeren reißbaren Teil 90 der Berstscheibe 80 zu öffnen.
7 stellt eine Aufblasvorrichtung 200 dar, welche gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Aufblasvorrichtung 200 ist eine zweistufige oder „smarte” bzw. intelligente Aufblasvorrichtung, die ähnliche erste und zweite Stufen 202 bzw. 204 besitzt. Jede der ersten und zweiten Stufen 202 und 204 der Aufblasvorrichtung 200 ist vom selben Aufbau und selben Betrieb, wie die Teile der Aufblasvorrichtung 10a, die in den 4–6 dargestellt ist, und somit sind die Teile gleich bezeichnet.
Der Zünder 110a in der zweiten Stufe 204 ist unabhängig betätigbar (entweder simultan oder zu verschiedenen Zeiten) vom Zünder 110a der ersten Stufe 202. Dies sieht, wie bekannt, die Möglichkeit vor, die Gasströmungsrate in den Airbag als eine Funktion der Zeit auszulegen bzw. zuzuschneiden.
Zusätzlich sind die Austrittsanschlüsse 76a in der dargestellten zweiten Stufe 204 im Durchmesser größer als die Austrittsanschlüsse 76a der ersten Stufe 202. Dieser Größenunterschied sieht unterschiedliche Gasströmungscharakteristika vor, wenn das Aufblasströmungsmittel von der Kammer 14a aus der zweiten Stufe 204 der Aufblasvorrichtung 200 geleitet wird. Dieser Größenunterschied sieht somit einen weiteren Weg des Zuschneidens bzw. Einstellens der Gasströmungsrate in den Airbag vor. Die zwei Sätze von Austrittsanschlüssen 76a könnten alternativ von der gleichen Größe sein, sofern gewünscht.
8 stellt eine Berstscheibe 80c dar, welche einen Teil einer Aufblasvorrichtung 10c bildet, die gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist (die anderen Teile der Aufblasvorrichtung 10c sind nicht gezeigt). Die Berstscheibe 80c der Aufblasvorrichtung 10c ist im Allgemeinen ähnlich in ihrem Aufbau zur Berstscheibe 80a (6) der Aufblasvorrichtung 10a. Die Berstscheibe 80c besitzt zusätzlich zu den kontinuierlichen radialen Kerblinien 84c ferner eine kreisförmige Kerblinie 87c, die über der radialen Mitte des Auslassdurchlasses 80c in Verteiler 30c der Aufblasvorrichtung 10c angeordnet ist. Das Vorhandensein der kreisförmigen Kerblinie 87c kann es erleichtern, dass sich die Berstscheibe 80c als Ergebnis nur des Druckanstieges in der Gasspeicherkammer der Aufblasvorrichtung 10c öffnet. Dies unterstützt die Sicherstellung, dass jegliches unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittel aus der Aufblasvorrichtung 10c freigegeben wird beim Auftreten von beispielsweise übermäßigen bzw. exzessiven Umgebungstemperaturen, die bei einem Fahrzeugbrand auftreten können.
9 stellt einen Teil einer Aufblasvorrichtung 10d dar, die gemäß einem 5. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Aufblasvorrichtung 10d ist im Allgemeinen ähnlich im Aufbau zur Aufblasvorrichtung 10b (6) und ähnliche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen mit einem Suffix „d” versehen, das hinzugefügt wird, um sie zu unterscheiden.
Bei der Aufblasvorrichtung 10d ist der Aufblasvorrichtungskörper einschließlich der Endkappe 30d aus Aluminium gefertigt anstatt aus Stahl. Die Berstscheibe 80d ist aus rostfreiem Stahl oder Inconel gefertigt und an einen Berstscheibenhalter 81a aus rostfreiem Stahl lasergeschweißt, welcher wiederum einen Teil des Behälters 12d bildet. Der Berstscheibenhalter 81 ist ein ringförmiges Glied, das sich um den Auslassdurchlass 60d erstreckt und axial innerhalb von der Endkappe 30d angeordnet ist. Der Berstscheibenhalter 81 ist wiederum reibungsverschweißt oder schwungradreibverschweißt bei 83 mit der Aluminiumendkappe 30d.
Das Vorsehen des Berstscheibenhalters 81 ermöglicht es, eine Dichtung zwischen der Berstscheibe aus rostfreiem Stahl 80d und der Aluminiumendkappe 30d zu bewirken; die unterschiedlichen Eigenschaften von diesen beiden Materialien würde es ansonsten erschweren, eine solche Dichtung zu erhalten. Als Ergebnis kann die Aufblasvorrichtung 10d aus Aluminium anstatt aus einem Stahlkörper gefertigt werden, wie es wünschenswert sein kann.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung entnimmt der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen der Erfindung. Solche Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens soffen von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt werden.

Claims

Vorrichtung (10, 10a, 10c) zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wobei die Vorrichtung (10, 10a, 10c) folgendes aufweist: einen Behälter (12, 12a, 12d) mit einer Kammer (14, 14a, 14d), in der ein Aufblasströmungsmittel (16, 16a) unter Druck gespeichert ist; eine Auslassöffnung (70, 70a) in dem Behälter (12, 12a, 12d) zur Leitung des Aufblasströmungsmittels (16, 16a) aus der Kammer (14, 14a, 14d) zur aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung; einen Zünder (110, 110a) zur Erzeugung von Verbrennungsprodukten (130, 130a); eine Halterung (50) zum Tragen des Zünders (110, 110a) benachbart zur Kammer (14, 14a, 14d); eine von der Auslassöffnung (70, 70a) beabstandete Einlassöffnung (58, 58a) im Behälter (12, 12a, 12d), wobei die Einlassöffnung (58, 58a) zur Leitung der Verbrennungsprodukte (130, 130a) vom Zünder (110, 110a) in die Kammer (14, 14a, 14d) vorgesehen ist; eine einzelne, einteilige Berstscheibe (80, 80a, 80c, 80d) mit einem ersten Teil (82, 82a, 82c), der die Einlassöffnung (58, 58a) blockiert und einem zweiten Teil (90, 90a, 90c), der die Auslassöffnung (70, 70a) blockiert; wobei der erste Teil (82, 82a, 82c) beim Zünden des Zünders (110, 110a) durch den Druck der Verbrennungsprodukte (130, 130a) reißt; wobei anschließend die Verbrennungsprodukte (130, 130a) in die Kammer (14, 14a, 14d) strömen, um so den Druck in der Kammer (14, 14a, 14d) zu erhöhen; und wobei der zweite Teil (90, 90a, 90c) nach dem Reißen des ersten Teils (82, 82a, 82c), ansprechend auf die Druckerhöhung in der Kammer (14, 14a, 14d) reißt, um einen Fluss des Aufblasströmungsmittels (16, 16a) unter Druck aus der Kammer (14, 14a) durch die Auslassöffnung (70, 70a) in die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung zu ermöglichen.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß Anspruch 1, wobei die Berstscheibe (80, 80a, 80c, 80d) aus einem einzelnen Stück aus einem homogenen Material gefertigt ist.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Berstscheibe (80) einen ringförmigen, nicht reißenden Teil (86) besitzt, der den ersten, reißbaren Teil (82) von dem zweiten, reißbaren Teil (90) trennt.
Vorrichtung (10a) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Berstscheibe (80a) Kerblinien (84a) besitzt, die aus einem einzelnen Paar von Kerblinien (84a) zusammengesetzt sind, die in einer kreuzförmigen Konfiguration angeordnet sind und sich über sowohl den ersten Teil (82a) als auch den zweiten Teil (90a) der Berstscheibe (80a) erstrecken.
Vorrichtung (10c) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Berstscheibe (80c) ein einzelnes Paar von Kerblinien (84c) besitzt, die in einer kreuzförmigen Konfiguration angeordnet sind und sich sowohl über den ersten Teil (82c) als auch über den zweiten Teil (90c) der Berstscheibe (80c) erstrecken, und ferner eine kreisförmige Kerblinie (87c) besitzt, die sich in Umfangsrichtung über die Auslassöffnung erstreckt.
Vorrichtung (10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, wobei die Berstscheibe (80a, 80c) am Behälter (12a) mittels einer einzelnen Schweißung befestigt ist.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Berstscheibe (80) eine erste Vielzahl von Kerblinien (84) besitzt, die aus einem einzelnen Paar von Kerblinien (84) zusammengesetzt sind, die in einer kreuzförmigen Konfiguration angeordnet sind und den ersten reißbaren Teil der Berstscheibe (80) definieren; wobei die Berstscheibe (80) eine zweite Vielzahl von Kerblinien (92, 94) besitzt, die den zweiten reißbaren Teil (90) der Berstscheibe (80) definieren, wobei die zweite Vielzahl von Kerblinien (92, 94) eine kreisförmige Kerblinie (92) und eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Kerblinien (94) aufweist, die voneinander um die kreisförmige Kerblinie (92) herum beabstandet sind und sich radial außerhalb von der kreisförmigen Kerblinie (92) erstrecken.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Behälter (12, 12a, 12d) einen nicht reißenden Wandteil (68) besitzt, der die Einlassöffnung (58, 58a) von der Auslassöffnung (70, 70a) trennt und einen Strömungsmittelfluss zwischen der Einlassöffnung (58, 58a) und der Auslassöffnung (70, 70a) blockiert.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Aufblasströmungsmittel (16, 16a) frei von einem zündbaren Material ist.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Behälter (12, 12a, 12d) eine brennbare Gasmischung enthält.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Einlassöffnung (58, 58a) eine kreisförmige Konfiguration und die Auslassöffnung (70, 70a) eine ringförmige Konfiguration besitzt, die sich um die Einlassöffnung (58, 58a) herum erstreckt.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Behälter (12, 12a, 12d) eine Endkappe (30, 30a, 30d) aufweist, an die die Berstscheibe (80, 80a, 80c, 80d) geschweißt ist.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Behälter (12d) eine Endkappe (30d) und einen Berstscheibenhalter (81) aufweist, der an die Endkappe (30d) geschweißt ist, wobei die Berstscheibe (80d) an den Berstscheibenhalter (81) geschweißt ist.
Vorrichtung (10, 10a, 10c) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die Endkappe (30, 30a, 30d) aus Aluminium gefertigt ist und die Berstscheibe (80, 80a, 80c, 80d) aus Stahl gefertigt ist.
Vorrichtung (10a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Vorrichtung (10a) ferner aufweist: eine zweite Auslassöffnung (70a) im Behälter (12a) zum Leiten des Aufblasströmungsmittels (16a) aus der Kammer (14a) zur aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung; einen zweiten Zünder (110a) zur Erzeugung von Verbrennungsprodukten; eine zweite Halterung zum Tragen des zweiten Zünders (110a) benachbart zur Kammer (14a); eine, von der zweiten Auslassöffnung (70a) beabstandete, zweite Einlassöffnung zum Leiten der Verbrennungsprodukte vom zweiten Zünder (110a) in die Kammer (14a); und eine einteilige zweite Berstscheibe (80a), mit einem ersten Teil (82a), der die zweite Einlassöffnung blockiert und einem zweiten Teil (90a), der die zweite Auslassöffnung (70a) blockiert, wobei der erste Teil (82a) beim Zünden des zweiten Zünders (110a) durch den Druck der Verbrennungsprodukte reißt; wobei anschließend die Verbrennungsprodukte in die Kammer (14a) strömen, um so den Druck in der Kammer (14a) zu erhöhen; und wobei der zweite Teil (90a) nach dem Reißen des ersten Teils (82a), ansprechend auf die Druckerhöhung in der Kammer (14a) reißt, um einen Fluss des Aufblasströmungsmittels (16a) unter Druck aus der Kammer (14a) durch die zweite Auslassöffnung (70a) in die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung zu ermöglichen.